Questões Militares

      Um sistema físico que representa aproximadamente as propriedades de um movimento harmônico simples (MHS) é o pêndulo simples, que é constituído por um objeto de massa m suspenso por um fio ideal (sem massa e não extensível) de comprimento L e cuja outra extremidade é fixa, conforme ilustrado na figura abaixo. O módulo da força restauradora em um pêndulo simples é dado por: F = −mg . tg(θ), em que θ é o ângulo que o fio faz com a direção vertical. Entretanto, a aproximação de MHS só é válida quando o pêndulo executa oscilações de pequena amplitude, o que permite que a força restauradora no pêndulo simples seja diretamente proporcional ao afastamento lateral x do objeto suspenso em relação à posição de equilíbrio.

Considerando as informações acima e com base na teoria dos movimentos harmônicos simples e do pêndulo simples, julgue o próximo item.

Uma haste fina, rígida, de massa desprezível e com 0,50 m de comprimento tem uma de suas extremidades fixada sobre uma mesa horizontal e pode girar livremente (sem tocar a superfície da mesa) em torno do ponto fixo. Considere que, na outra extremidade da haste, esteja preso um objeto de massa m = 4,0 kg, apoiado sobre a superfície da mesa e, inicialmente, em repouso. Suponha que, entre o objeto e a mesa, exista atrito, com coeficiente μ = 0,1, e que, em certo momento, o objeto receba um impulso de 2,0 kg m/s, perpendicular à direção sobre a qual se estende a haste e paralelamente à superfície da mesa, comece a girar e pare após certo instante. Com base nessa situação, julgue o item que se segue. Considere a aceleração da gravidade g = 10,0 m/s² e π = 3,14.